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旁路排汽回收系统是热力系统中的重要组成部分,不仅可以回收蒸汽,同时能够消除噪音污染。目前应用于水下潜艇及陆上电站的旁路系统并不适用于船舶蒸汽动力系统,因此对蒸汽动力旁路排汽回收系统的动态性能研究,以及旁路排汽回收系统与锅炉的匹配和安全稳定运行研究具有重要意义。 本文采用计算机仿真技术对船用蒸汽动力旁路排汽回收系统动态特性进行研究。首先对系统设备的工作原理进行分析,分别给出了减温减压器、大气式冷凝器、大气式除氧器、增压锅炉本体、蓄热器及管道阀门的数学模型;其次进行了旁路排汽负荷分别为100%、20%、10%和0%的稳态热平衡计算,以及旁路排汽回收系统关键设备冷凝器的设计和减温减压器、除氧器的设备选型;然后运用C语言自主编译系统仿真软件,结合已有实验数据,对系统仿真模块参数进行稳态修正,使修正后的仿真平台能够满足仿真的精确度要求;最后在验证所建仿真平台正确的基础之上,分别进行了减温减压器和冷凝器设备动态性能仿真实验,以及旁路排汽回收系统动态特性仿真实验。 结果表明:系统中主要运行参数仿真曲线的变化趋势与理论分析相符合,动态精度较高,且实时性好,说明所建数学模型能够正确反映系统的动态特性。模拟旁路系统实际工作过程,进行蓄热器一次充、放汽仿真实验,并进行旁路负荷分别为10%与20%工况对比,动态仿真实验中各主要参数变化曲线动态趋势理论分析相符合,表明旁路系统各设备运行稳定、可靠性高;为确定不同供汽方式对锅炉稳定性的影响,在旁路负荷分别为0%和10%两种工况下,进行前排汽和后排汽仿真实验,通过4次实验结果对比得到旁路负荷相同条件下后排汽方式对锅炉的扰动更大,两种不同供汽方式下旁路负荷为0%时汽包压力扰动较旁路负荷为10%时汽包压力扰动大,说明旁路排汽回收系统能够在蒸汽负荷大扰动过程中降低对锅炉的影响。综上所述,所建仿真平台对旁路排汽回收系统的实际运行具有指导意义,同时可用于深入研究船舶蒸汽动力系统中旁路排汽回收系统的运行规律及其动态性能。